北京晚報:近日,首屆中國軍民融合技術(shù)裝備博覽會開幕了,可能很多軍事愛好者認(rèn)為在這種軍民融合的展覽上,不會有像珠海航展、北京國防電子展等專業(yè)防務(wù)展上出現(xiàn)的“猛料”,但這次令人意想不到的是,中國國產(chǎn)單兵外骨骼卻首次正式曝光。
這種單兵裝備有多神奇?中國單兵外骨骼和國外相比,處在什么樣的水平?本文將結(jié)合公開材料,力爭給您令人滿意的答案。
從頭講起
“單兵外骨骼”是什么
外骨骼(全稱動力外骨骼或動力服)由骨骼模樣的框架組成,是可以讓人穿上的機器。這個裝備通過外置發(fā)動機、電池或者液壓系統(tǒng)為人體提供額外能量供四肢運動,以增強穿戴者的力量和耐久力。
外骨骼一開始就與軍事用途有著緊密聯(lián)系。軍方研制外骨骼不但希望能增加士兵在艱苦地形和戰(zhàn)場的持續(xù)作戰(zhàn)能力,而且還希望外骨骼能夠有更大的負(fù)重能力,帶動士兵的外部防護(hù)裝甲。因此軍用單兵外骨骼的發(fā)展重點是具有防護(hù)性能的動力裝甲。大家熟知的“鋼鐵俠”,實際上就是軍事專家夢寐以求的動力裝甲。當(dāng)然現(xiàn)在的技術(shù)距此還有相當(dāng)遙遠(yuǎn)的距離。
除軍事用途外,外骨骼還應(yīng)用于醫(yī)療方面,主要是幫助一些傷殘人士獲得行動能力,也被稱為步行復(fù)原機器人。實際上醫(yī)學(xué)上的用途也和軍事用途有著密切聯(lián)系,因為軍隊作戰(zhàn)會導(dǎo)致大量傷殘發(fā)生,一個有效的外骨骼系統(tǒng)對于恢復(fù)部隊的士氣,緩解對社會的壓力都有重大作用。
電影屏幕上,穿著外骨骼的士兵威風(fēng)凜凜
最早外骨骼
輕松舉起150公斤但自重達(dá)680公斤
最早的外骨骼可以追溯到1890年。當(dāng)時一位叫尼古拉斯·亞根的俄羅斯人發(fā)明了一種用壓縮空氣包為動力的類外骨骼系統(tǒng)。1917年,美國發(fā)明家則開發(fā)了一種以蒸汽為動力的外骨骼。
但真正意義上的外骨骼動力服在1960年由通用電氣公司與美國軍隊開發(fā),當(dāng)時命名為Hardiman。穿著這套裝備舉起150公斤的物體就像舉起6公斤的物體一樣輕松。不過這套服裝不實用,因為它本身的重量就有680公斤,而且系統(tǒng)反應(yīng)速度極慢,穿上它每秒只能走76厘米,只有平常人正常步速的一半。
電影屏幕上,穿著外骨骼的士兵威風(fēng)凜凜電影屏幕上,穿著外骨骼的士兵威風(fēng)凜凜
快速發(fā)展期
受傷美國特種兵研發(fā)出“生命服”
在經(jīng)歷了上世紀(jì)60年代的笨重之后,外骨骼在1986年后進(jìn)入快速發(fā)展階段。當(dāng)時一位名叫蒙蒂·里德的美國人設(shè)計了一種叫“生命服”的外骨骼系統(tǒng)。蒙蒂曾是美國陸軍游騎兵特種部隊的士兵,但他在跳傘訓(xùn)練中背部受傷。
蒙蒂在醫(yī)院恢復(fù)過程中,從著名的科幻小說《星河戰(zhàn)隊》中的“機動士兵動力服”概念獲得啟發(fā),開發(fā)出了這一系統(tǒng),并向軍方做了匯報。2001年“生命服”1號誕生。2005年,“生命服”12號創(chuàng)造了外骨骼步行的世界紀(jì)錄:90分鐘走完5.4公里,和正常人步行速度基本一致。現(xiàn)在,“生命服”已經(jīng)發(fā)展到14號,一次充電能夠走1英里、搬運92公斤物品。
目前,世界上各種生產(chǎn)或在研的外骨骼型號就有15個以上。除了美國以外,日本、歐洲也有很多企業(yè)和大學(xué)投入到外骨骼系統(tǒng)的研制。尤其是人口老齡化和低生育率問題異常嚴(yán)重的日本,對外骨骼技術(shù)有著異乎尋常的興趣。日本佐川電子在2013年7月曾推出世界第一臺商用化外骨骼動力服,價格約90萬人民幣,全球限量5臺。